【文章內(nèi)容簡介】 動時實現(xiàn)軟起動。電源欠壓保護(hù)：由一個帶有回滯的電源比較器對輸入電源進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)輸入電壓低于7V時，電源停止工作。參考電源：將外部供電電源穩(wěn)壓在8~35V時，精度177。1%的低溫漂精密電壓源，可向外提供50mA電流。此電源經(jīng)常作為輸出電壓的給定信號，外接一個濾波電容C9濾除諧波，保證電源給定脈動小。電源控制端：對電源進(jìn)行起?？刂?，在保護(hù)電源控制端加上高電平時，電源停止工作，當(dāng)加上低電平時，電源開始工作。由電源控制端對電源進(jìn)行控制起動時，沒有軟起動過程，因此控制板中沒有用電源控制控制電源起停，直接用一個電阻R22接地。PWM輸出極：兩個PWM輸出極采用圖騰柱結(jié)構(gòu)，輸出信號是互補(bǔ)，并且有死區(qū)，輸出峰值電流達(dá)500mA。輸出極的這種結(jié)構(gòu)形式使其用于驅(qū)動MOSFET時十分方便，同時對小功率應(yīng)用，通常不要外接驅(qū)動器，由PWM控制器直接驅(qū)動或加隔離脈沖變壓器驅(qū)動。當(dāng)然也可為大功率IGBT驅(qū)動器提供控制信號?？刂瓢迨怯糜诮oIGBT驅(qū)動器提供PWM信號，電路中分別電阻R25和R26，其輸出的是10mA電流信號給驅(qū)動器的光耦輸入極。兩個PWM輸出極還各串有一個二極管， 這樣兩個輸出極可以分別驅(qū)動IGBT驅(qū)動器，也可以直接并聯(lián)驅(qū)動一個IGBT驅(qū)動器（斬波器時用一個驅(qū)動器）。二極管的作用上防止兩輸出直接并聯(lián)時，兩個PWM信號間電流，增加了電源的損耗。輸出電壓保護(hù)單元圖39 電壓檢測和保護(hù)單元圖39是輸入電壓檢測和保護(hù)的原理圖，其用于DC/DC控制時對輸出電壓進(jìn)行過電壓保護(hù)。電路分電壓檢測、電壓比輸和故障信號輸出三個部分組成。電壓檢測：電壓檢測由運算放大器U2A、電阻RR3R32和R33構(gòu)成一個差模放大器，其中R30=R31，R32=R33。輸出電壓直接檢測是通過大阻值電阻R31和R31先將電電壓轉(zhuǎn)化為電流信號，再利用運算放大器原理進(jìn)行轉(zhuǎn)換。U2A的輸出電壓為：其中Uin是加在+OUT和OUT間的電壓差。二極管D10和D11將運算放大器的輸出電壓嵌位在177。，對運放進(jìn)行保護(hù)。電壓比較：比較器由運算放大器U2B、電阻R3R3R3R3R38和R39組成，是一個帶有滯環(huán)的比較器。R36和R37將電源電壓VCC進(jìn)行分壓，U2A的輸出是負(fù)信號，U2B的輸入6 和5間的電壓大小決定出決定了其輸出。當(dāng)輸出電壓低時，6腳電位較5腳高，U2B輸出為負(fù)飽和（電源電壓15V時，正負(fù)飽和的+）,當(dāng)輸出電壓增大時，6腳電位下降，當(dāng)?shù)陀?腳時，U2B輸出正飽和。R38和R39構(gòu)成電壓滯環(huán)，使5腳的電位在輸出正飽和和負(fù)飽和時有一個差，構(gòu)成為比較轉(zhuǎn)換點的回差，防止比較器在比較轉(zhuǎn)換點的來回振蕩。故障輸出：故障輸出級由三極管Q電阻R4R43和LED 指示L3組成，其功能完成故障信號的電平轉(zhuǎn)換和顯示故障。當(dāng)沒有過壓時，Q1發(fā)射極受到負(fù)電壓而關(guān)斷，故障輸出為高電平；當(dāng)輸出過電壓時，U2B輸出為+，Q1發(fā)發(fā)射極有電流流過而導(dǎo)通，故障輸出為0電平，同時指示燈L3亮。電阻R4限制Q1發(fā)射結(jié)電流。R42用于限制LED的電流。輸入直流電壓保護(hù)單元：輸入電壓保護(hù)單元的原理如圖310所示，由電壓檢測和過壓比較兩個部分構(gòu)成，其功能是對輸入電壓的過壓保護(hù)和指示。當(dāng)輸入電壓高于設(shè)定值時，比較器輸出高電平去控制故障開關(guān)封鎖PWM信號。圖310 輸入電壓保護(hù)單元輸入電壓保護(hù)單元的電壓檢測和比較器的原理可以參見輸出電壓保護(hù)單元的說明，只是在此用的比較器沒有設(shè)滯環(huán)。電流保護(hù)單元：電流保護(hù)單元原理如圖311所示，由比例放大、限流單元、過流比較、過流故障輸出四部分組成，其功能是實現(xiàn)輸出限流和過電流保護(hù)。圖311 電流保護(hù)單元比例放大：電流檢測是通過電流傳感器，其輸出的是電流信號，經(jīng)過電阻RF轉(zhuǎn)化為電壓信號，再經(jīng)過R44和C20進(jìn)行濾波。運放U2C、電阻R4R46和R47組成放大器對電流信號放大同時有阻抗變換的作用。放大后和電流信號可以用作電流反饋、電流限制和過電流保護(hù)。限流控制：放大后的電流信號經(jīng)過電位器POT1分壓，經(jīng)過穩(wěn)壓管和電阻R45控制Q3開通和關(guān)斷。當(dāng)POT1分壓大于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值時，穩(wěn)壓管擊穿Q3開通，Q3開通將PWM控制器的軟起動端的電壓拉低，減小PWM寬度，減小輸出電流，實現(xiàn)限流控制。過流比較：如果電流限制沒有起作用，電流會上升，這時過流保護(hù)要起作用。放大電電流信號和由R52和R51分壓后的電壓基準(zhǔn)進(jìn)行比較，當(dāng)電流放大信號大于基準(zhǔn)電壓時，運放U2D輸出+，控制故障開關(guān)輸出為低電平。過流故障輸出：過流故障輸出和顯示由三極管Q電阻R5LED指示L6組成。當(dāng)U2D輸出+，Q5通過，輸出低電平，同時過流指示L6亮。故障封鎖單元：當(dāng)故障發(fā)生后要能封鎖PWM信號，關(guān)斷IGBT，否則為使功率器損壞。故障封鎖單元原理圖如圖312所示，由RS觸發(fā)器和故障封鎖開關(guān)兩部分構(gòu)成，功能是在輸出過壓、過流和短路信號發(fā)生后能封存故障，關(guān)閉PWM信號，關(guān)斷IGBT。圖312 故障封鎖單元原理圖RS觸發(fā)器：輸出過流信號、輸出過壓信號及從驅(qū)動板來的IGBT短路信號（都是低電平）經(jīng)過U5A和U5B加在由U5C和U5D組成的RS觸發(fā)器的置一端，使RS觸發(fā)器輸出為高電平開通故障開關(guān)Q2。采用RS觸發(fā)器能在故障信號消除后仍能保持PWM信號封鎖狀態(tài)，以避免頻繁故障和保護(hù)動作對功率器件及其它器件的損壞。故障封鎖：故障封鎖由三極管Q2及電阻R5R60和R61組成。當(dāng)故障封存的RS觸發(fā)器輸出高電平時，Q2導(dǎo)通將PWM控制器的軟起動端接為低電平，封鎖PWM輸出。此外輸入過壓信號也可直接控制Q2，在輸入過壓時封鎖PWM信號。多閉環(huán)轉(zhuǎn)換：在研發(fā)和調(diào)試過程中，要對開環(huán)、單閉環(huán)和雙閉環(huán)進(jìn)行調(diào)試。電路PCB板上有不同跳線實現(xiàn)不同環(huán)的轉(zhuǎn)換。開環(huán)控制：當(dāng)跳線器JUP2和JUP4接通時，PWM控制器的誤差放大器工作在電壓跟狀態(tài)，調(diào)節(jié)給定電位器，可以調(diào)節(jié)PWM發(fā)生器的比較電壓，調(diào)節(jié)PWM輸出信號的寬度，實現(xiàn)開環(huán)控制。跳線設(shè)置如下：單閉環(huán)控制：斷開跳線器JUP4，合上JUP2和JUP3可實現(xiàn)電流環(huán)控制；斷開跳線器 PU2，合上JPU1和JPU4可實現(xiàn)電壓環(huán)控制；雙閉環(huán)控制：斷開跳線器JUP4和JPU2，合上JUP1和JUP3 可實現(xiàn)電壓/速度與電流環(huán)的雙閉環(huán)控制。上述閉環(huán)轉(zhuǎn)換時，PI調(diào)節(jié)器控制參數(shù)要根據(jù)控制對象不同而調(diào)節(jié)。 參數(shù)選擇控制電源：+15V/、15V/外部給定電壓：DC 05V電流傳感器取樣電阻：100歐電壓傳感器取樣電阻：100歐速度反饋輸入：DC 05VPWM驅(qū)動輸出信號：14mAIGBT故障輸入信號：520mAOUT+與OUT電流：〈1mAUC+與UC電流：〈1mA系統(tǒng)仿真 PSIM軟件介紹PSI